JP2008192221A - 光ディスク装置におけるフォーカスサーボ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光ディスク装置において、光ディスクへのデータ記録開始直後における正確なデータ記録を可能とするフォーカスサーボ方法を提供すること。
【解決手段】光ディスクへのデータ記録指示を検知するステップと、光ディスクへのデータ記録に適した位置へ対物レンズ２を変位させるためにフォーカスエラー量へ予め定めたオフセット量を注入するステップは、符号Ｂの領域において順に実行され、オフセット量の注入後にデータ記録を開始するステップと、データ記録開始後にオフセット量をフォーカスエラー量から減少させるステップは、符号Ｃにおける領域において順に実行される。これらステップの実行は、対物レンズ２の位置を制御する制御部（図示せず）の制御プログラムにおいて行われる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ディスク装置におけるフォーカスサーボ方法に関する。

記録・再生可能な光ディスク装置（以下、単に「光ディスク装置」とする）において記録媒体である光ディスクへのデータ記録は、レーザーダイオードにより生成されるレーザー光を対物レンズによって絞込み、光ディスクの記録面へスポット状に照射することにより行われている。この光ディスクの記録面におけるレーザー光のスポット径の調整は、フォーカスエラー量の値が０になるようにフォーカスサーボ方法によって対物レンズの位置を制御することにより行われる。即ち、光ディスクの記録面と対物レンズとの間の距離を維持するために、フォーカスサーボ方法によって対物レンズの変位量が制御される。この距離はレーザー光の焦点深度内に光ディスクの記録面が位置する距離である。

図３は、従来の光ディスク装置において、光ディスクの記録面１０１に対する対物レンズ１０２がフォーカスサーボ方法によって制御される様子を示す説明図であり、時間の経過に従い各符号ａ、ｂ、ｃ、ｄの領域の順に示されている。符号ａの領域は光ディスク装置が光ディスクのデータ再生をしている状態（以下、「データ再生状態」とする）を示し、符号ｂの領域はデータ再生状態からデータ記録状態に移行した状態を示し、符号ｃの領域は光ディスクへのデータ記録状態を示し、符号ｄの領域はデータ記録状態からデータ再生状態に復帰した状態を示している。

データ再生状態である符号ａの領域において、光ディスクの記録面１０１がレーザー光の焦点深度内に位置するようにフォーカスサーボ方法により対物レンズ１０２の変位量が制御されている。フォーカスサーボ方法によって、フォーカスエラー信号のフォーカスエラー量は極めて小さくなっている。

次に、データ再生状態からデータ記録状態に移行した直後の符号ｂの領域において、光ディスクの記録面１０１がレーザー光の焦点深度から急激に逸脱する。これは、データ再生状態におけるレーザー光のエネルギー量よりもデータ記録状態におけるエネルギー量が格段に大きいためにレーザー光の波長が長くなり、対物レンズ１０２による焦点距離が急激に長くなるためである。このため、レーザー光のスポット径が大きくなってボケた状態となり、フォーカスエラー信号のフォーカスエラー量は非常に大きくなっている。

次に、データ記録状態にあるからデータ再生状態に再度移行した符号ｃの領域において、符号ｂの領域における対物レンズ１０２の位置がフォーカスサーボ方法によりデータ記録に適した位置へと修正される。即ち、長くなった焦点距離に応じて対物レンズ１０２が光ディスクの記録面１０１から遠ざかるように変位される。従って、フォーカスエラー信号のフォーカスエラー量は小さくなっている。

最後に、データ記録状態からデータ再生状態に復帰した符号ｄの領域において、光ディスクの記録面１０１がレーザー光の焦点深度から急激に逸脱する。これは、データ記録状態におけるレーザー光のエネルギー量よりもデータ再生状態におけるエネルギー量が格段に小さいためレーザー光の波長が短くなり、対物レンズ１０２による焦点距離が急激に短くなるためである。このため、フォーカスエラー信号のフォーカスエラー量は極めて大きくなっている。なお、対物レンズ１０２の位置は、その後、フォーカスサーボ方法によりデータ再生に適した位置へと変位され、フォーカスエラー量も減少してゆく。

上記のように、従来の光ディスク装置では、データ再生状態からデータ記録状態に移行する際に対物レンズ１０２の焦点距離が大幅に長くなり、対物レンズ１０２がデータ記録に適した位置へフォーカスサーボ方法によって変位するまで時間がかかってしまう。従って、対物レンズ１０２が当該位置に変位するまでは正確なデータ記録が不可能になるという問題がある。

上記のような問題を解決するために、対物レンズ１０２を有限光学系として設計することが考えられる。しかし、ＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒ等の複数種類の光ディスクの再生及び記録が可能な光ディスク装置の場合には、その有限光学系の設計が非常に困難となるという問題がある。また、軸上色収差が小さい対物レンズ１０２を採用することにより、レーザー光のエネルギー量の増減によるレーザー光の波長長の変化による影響を少なくすることも考えられる。しかし、上記のような複数種類の光ディスクの再生及び記録が可能な光ディスク装置の場合には、それら複数種類の光ディスクに対応するような軸上色収差が小さい光学系を設計する必要がある。このような光ディスク装置の光学系においては補正素子等の部品点数が増加し、また、軸上色収差以外の収差特性が劣化するという問題点がある。

さらに、ＤＶＤ−Ｒやブルーレイディスクのように高密度のデータ記録が要求される光ディスクにおいては、光ディスクの記録面におけるレーザー光のスポット径を小さくするために、レーザー光の波長が短くなり、対物レンズ１０２の焦点距離が極めて短くなる。従って、対物レンズ１０２の変位量も小さくなるため、この対物レンズ１０２の駆動部品等を非常に小型化しなければならないという問題がある。なお、上述した符号ｂの領域におけるスポット径のボケは、このような高密度のデータ記録が要求される光ディスクへの記録特性に特に大きな影響をもたらす。

本発明は上記問題点に鑑み、光ディスク装置において、光ディスクへのデータ記録開始直後における正確なデータ記録を可能とするフォーカスサーボ方法を提供することを目的とする。

本発明に係る光ディスク装置におけるフォーカスサーボ方法は、光ディスクへのデータ記録指示を検知するステップと、光ディスクへのデータ記録に適した位置へ対物レンズを変位させるためにフォーカスエラー量へ予め定めたオフセット量を注入するステップと、前記オフセット量の注入後にデータ記録を開始するステップと、データ記録開始後に前記オフセット量をフォーカスエラー量から減少させるステップと、を有することを特徴とする。

さらに、本発明に係る光ディスク装置におけるフォーカスサーボ方法は、前記予め定めたオフセット量が、フォーカスサーボ方法のサーボ可能範囲内のオフセット量であることが好ましい。

さらに、本発明に係る光ディスク装置におけるフォーカスサーボ方法は、前記予め定めたオフセット量が、複数種類の光ディスクの特性に応じて選択可能となっていることが好ましい。

請求項１記載の発明に係る光ディスク装置におけるフォーカスサーボ方法は、光ディスクへのデータ記録指示を検知するステップと、光ディスクへのデータ記録に適した位置へ対物レンズを変位させるためにフォーカスエラー量へ予め定めたオフセット量を注入するステップと、オフセット量の注入後にデータ記録を開始するステップと、データ記録開始後にオフセット量をフォーカスエラー量から減少させるステップとを有している。従って、本発明に係るフォーカスサーボ方法では、データ再生状態からデータ記録状態に直ちに移行せず、データ記録に適した位置へ対物レンズを変位させた後にデータ記録を開始する。従って、データ記録の開始時において対物レンズはデータ記録に適した位置にすでに変位しているため、データ記録の開始直後からレーザー光はスポット状に絞り込まれた状態になっており正確なデータ記録が可能となる。さらに、データ記録開始後からフォーカスエラー量からオフセット量を減少させてゆくステップを有しているため、データ記録状態における対物レンズの位置の制御に対し、上記のようなオフセット量の注入による影響を排除することができる。

請求項２記載の発明に係る光ディスク装置におけるフォーカスサーボ方法は、予め定めたオフセット量がフォーカスサーボ方法のサーボ可能範囲内のオフセット量であることを特徴としている。従って、データ記録指示を検知した後のデータ再生状態において、フォーカスエラー量へ予め定めたオフセット量を注入された状態においても、光ディスクのデータ再生が可能である。

請求項３記載の発明に係る光ディスク装置におけるフォーカスサーボ方法は、予め定めたオフセット量が複数種類の光ディスクの特性に応じて選択可能となっていることを特徴とする。従って、複数種類の光ディスクに再録可能な光ディスク装置の場合であっても、各種光ディスクの特性に合わせたオフセット量を選択的に用いることにより、各種の光ディスクに対応した正確なデータ記録を行うことができる。

以下、本発明に係る実施形態の光ディスク装置におけるフォーカスサーボ方法について図１及び図２を参照しつつ詳細に説明する。本実施形態の光ディスク装置におけるフォーカスサーボ方法は、光ディスクへのデータ記録指示を検知するステップと、光ディスクへのデータ記録に適した位置へ対物レンズ２を変位させるためにフォーカスエラー量へ予め定めたオフセット量を注入するステップと、前記オフセット量の注入後にデータ記録を開始するステップと、データ記録開始後に前記オフセット量をフォーカスエラー量から減少させるステップとを有することを特徴としている。

図１は、本実施形態における光ディスク装置において、光ディスクの記録面１に対する対物レンズ２の位置がフォーカスサーボ方法によって制御される様子を示す説明図であり、時間の経過に従い各符号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの領域の順に示されている。符号Ａの領域は光ディスク装置による光ディスクのデータ再生状態を示し、符号Ｂの領域はデータ再生状態からデータ記録状態に移行する直前の状態を示し、符号Ｃはデータ再生状態からデータ記録状態に移行した直後の状態を示し、符号Ｄの領域は光ディスクへのデータ記録状態を示し、符号Ｅはデータ記録状態からデータ再生状態に復帰した状態を示している。

本実施形態の光ディスク装置において記録媒体である光ディスクへのデータ記録は、レーザーダイオードにより生成されるレーザー光を対物レンズによって絞込み、光ディスクの記録面へスポット状に照射することにより行わる。この光ディスクの記録面におけるレーザー光のスポット径の調整は、フォーカスエラー量の値が０になるようにフォーカスサーボ方法によって対物レンズの位置を制御することにより行われる。即ち、光ディスクの記録面と対物レンズとの間の距離を維持するために、フォーカスサーボ方法によって対物レンズの変位量を制御する。この距離はレーザー光の焦点深度内に光ディスクの記録面が位置する距離である。

図１に示すように、データ再生状態である符号Ａの領域において、光ディスクの記録面１がレーザー光の焦点深度内に位置するようにフォーカスサーボ方法により対物レンズ２の変位量が制御されている。この状態において、光ディスクの記録面１におけるレーザー光は、フォーカスサーボ方法による制御によってスポット状に絞り込まれている。この状態において、フォーカスエラー信号のフォーカスエラー量は極めて小さくなっている。

次に、符号Ｂの領域において、データ記録指示信号が検知されると、光ディスクへのデータ記録に適した位置へ対物レンズを変位させるために予め定めたオフセット量が注入される。これは、データ再生状態におけるレーザー光のエネルギー量よりもデータ記録状態におけるエネルギー量が格段に大きいためにレーザー光の波長が長くなり、対物レンズ２による焦点距離が急激に長くなることに対応するためである。

従来の光ディスク装置においては、データ記録指示が検知されるとデータ再生状態からデータ記録状態に直ちに移行するが、本実施形態では符号Ｂの領域においてもデータ再生状態が維持される。このオフセット量の注入により対物レンズ２は光ディスクの記録面１から遠ざかる。このオフセット量は、フォーカスサーボ方法のサーボ可能範囲内のオフセット量となっている。また、この位置における対物レンズ２はデータ再生に適した最良の位置から変位しているが、この状態においてもフォーカスサーボ方法のサーボ可能範囲内であるため光ディスクのデータ再生は可能である。なお、この際のフォーカスエラー信号のフォーカスエラー量は対物レンズ２が光ディスクの記録面１に近づくことを指示する正の値となっている。

次に、符号Ｂの領域におけるオフセット量の注入が完了し、対物レンズ２がデータ記録に適した位置に変位すると、光ディスクへのデータ記録が開始される。この状態を示す符号Ｃの領域において、対物レンズ２はデータ記録に適した位置にすでに変位しているため、データ記録の開始時においてレーザー光はスポット状に絞り込まれた状態になっており、正確なデータ記録が可能となる。そして、データ記録開始直後からフォーカスエラー量へ注入したオフセット量を減少させてゆく。なお、このオフセット量の減少速度はフォーカスサーボ回路の帯域に合わせて決定する。

次に、オフセット量の減少が完了した後の符号Ｄの領域においては、対物レンズ２は引き続きデータ記憶に適した位置にあり、通常のフォーカスサーボ方法が実行されつつ光ディスクへのデータ記録が継続される。この状態においてフォーカスサーボ信号のフォーカスエラー量は極めて小さくなっている。

データ記録終了指示信号が検知されると、符号Ｅの領域として示されているデータ再生状態へ移行する。データ記録状態からデータ再生状態への移行直後は、データ記録状態におけるレーザー光のエネルギー量よりもデータ再生状態におけるエネルギー量が格段に小さいためレーザー光の波長が短くなり、対物レンズ２による焦点距離が急激に短くなる。このため、対物レンズ２はデータ再生に適した最良の位置から変位していることになるが、この状態においてもフォーカスサーボ方法のサーボ可能範囲内であるため光ディスクのデータ再生は可能である。

なお、上記フォーカスエラー量へ注入するオフセット量は、複数種類の光ディスクの特性に応じて選択可能となっている。例えば、ＤＶＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ、及びＨＤ ＤＶＤ、Ｂｌｕ−ｒａｙの４種類の光ディスクに再録可能な光ディスク装置の場合には、ＤＶＤ−Ｒのデータ記録の際に用いられる波長である６６０ｎｍ、ＣＤ−Ｒのデータ記録の際に用いられる波長である７８０ｎｍ、ＨＤ ＤＶＤ、Ｂｌｕ−ｒａｙのデータ記録の際に用いられる波長である４０５ｎｍの３種類の波長に応じた３種類のオフセット量を予め定めておく必要がある。データ記録の際に用いられる波長により、データ記録に適した位置へ対物レンズ２を変位させるためにオフセット量が異なるからである。このオフセット量の選択は、光ディスク装置が光ディスクの種類を判別することにより行われる。

次に、図２を参照しつつ、光ディスクへのデータ記録方法を示す記録フローチャートを説明する。この記録フローチャートにおける各ステップの実行は、対物レンズ２の位置を制御する制御部（図示せず）の制御プログラムにおいて行われる。

最初に、データ記録指示信号が検知されると記録開始命令がなされる（Ｓ１）。次に、フォーカスエラー量へ注入するオフセット量が決定される（Ｓ２）。このステップにおいて、上述したように光ディスク装置が光ディスクの種類を判別することにより、データ記録を行う対象となっている光ディスクに適応するオフセット量が選択される。次に、トラッキング制御及びフォーカス制御のもとにデータ記録開始位置の手前に対物レンズ２が移動される（Ｓ３）。次に、フォーカスエラー量へオフセット量が注入される（Ｓ４）。以上のステップ（Ｓ１〜Ｓ４）は、図１における符号Ｂの領域において順に実行される。

次に、データ記録が開始される（Ｓ５）。この時点は上述した符号Ｃの領域の開始時にあたり、オフセット量の注入によりレーザー光はスポット状に絞り込まれた状態になっているため、正確なデータ記録が可能となっている。データ記録が開始されると同時にフォーカスエラー量へ注入されていたオフセット量を徐々に減少させてゆく（Ｓ６）。オフセット量の注入量が０になると（Ｓ７）、データ再生状態からデータ記録状態への移行が完了する（Ｓ８）。以上のステップ（Ｓ５〜Ｓ８）は、図１における符号Ｃの領域において順に実行される。

以下、本実施形態の光ディスク装置におけるフォーカスサーボ方法の作用効果を説明する。

本実施形態の光ディスク装置におけるフォーカスサーボ方法は、光ディスクへのデータ記録指示を検知するステップと、光ディスクへのデータ記録に適した位置へ対物レンズ２を変位させるためにフォーカスエラー量へ予め定めたオフセット量を注入するステップと、オフセット量の注入後にデータ記録を開始するステップと、データ記録開始後にオフセット量をフォーカスエラー量から減少させるステップとを有している。従って、本実施形態のフォーカスサーボ方法では、データ再生状態からデータ記録状態に直ちに移行せず、データ記録に適した位置へ対物レンズ２を変位させた後にデータ記録を開始する。従って、データ記録の開始時において対物レンズ２はデータ記録に適した位置にすでに変位しているため、データ記録の開始直後からレーザー光はスポット状に絞り込まれた状態になっており正確なデータ記録が可能となる。さらに、データ記録開始後からフォーカスエラー量からオフセット量を減少させてゆくステップを有しているため、データ記録状態における対物レンズ２の位置の制御に対し、上記のようなオフセット量の注入による影響を排除することができる。

さらに、本実施形態の光ディスク装置におけるフォーカスサーボ方法は、予め定めたオフセット量がフォーカスサーボ方法のサーボ可能範囲内のオフセット量であることを特徴としている。従って、データ記録指示を検知した後に継続している符号Ｂの領域におけるデータ再生状態においても、光ディスクのデータ再生は可能である。

さらに、本実施形態の光ディスク装置におけるフォーカスサーボ方法は、予め定めたオフセット量が複数種類の光ディスクの特性に応じて選択可能となっていることを特徴とする。従って、複数種類の光ディスクに再録可能な光ディスク装置の場合であっても、各種光ディスクの特性に合わせたオフセット量を選択的に用いることにより、各種の光ディスクに対応した正確なデータ記録を行うことができる。

本発明に係る光ディスク装置におけるフォーカスサーボ方法の各段階を順に示した説明図である。 図１に示す光ディスク装置におけるフォーカスサーボ方法の光ディスクへのデータ記録方法を示す記録フローチャートである。 従来の光ディスク装置におけるフォーカスサーボ方法の各段階を順に示した説明図である。

符号の説明

１、１０１ 光ディスクの記録面
２、１０２ 対物レンズ

Claims (3)

1. 光ディスク装置におけるフォーカスサーボ方法であって、
   光ディスクへのデータ記録指示を検知するステップと、
   光ディスクへのデータ記録に適した位置へ対物レンズを変位させるためにフォーカス制御量へ予め定めたオフセット量を注入するステップと、
   前記オフセット量の注入後にデータ記録を開始するステップと、
   データ記録開始後に前記オフセット量をフォーカス制御量から減少させるステップと、を有する光ディスク装置におけるフォーカスサーボ方法。
2. 前記予め定めたオフセット量は、フォーカスサーボ方法のサーボ可能範囲内のオフセット量であることを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置におけるフォーカスサーボ方法。
3. 前記予め定めたオフセット量は、複数種類の光ディスクの特性に応じて選択可能となっていることを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置におけるフォーカスサーボ方法。

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